隧道防火吸音材料

广 东 化 工 2012年 第16期

· · 第39卷 总第240期

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隧道防火吸音材料研究

(深圳大学 化学与化工学院，广东 深圳 518060)

[摘 要]文章对隧道防火吸音涂料的研究背景，研究现状及发展趋势进行阐述。研究背景介绍了隧道及隧道火灾信息。现今隧道防火方法很

多，防火涂料为最佳选择。研究现状中介绍了现有防火涂料的问题及国内外标准，并介绍了膨胀型隧道防火涂料和复配型隧道防火涂料的现有

配方及特点。还介绍了陶砂砂浆在隧道防火吸音涂料中的应用。最后对隧道防火吸音涂料的发展进行预测。

[关键词]防火；吸音；隧道；防火涂料

[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0074-02

张秋吉，刘波

*

Study on Fire Resistant and Noise Reduction Materials Used in the Tunnel

Zhang Qiuji, Liu Bo

*

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China)

Abstract: The paper explained the background of fire resistant and noise reduction materials for the tunnel, its research status and development trends.

Background information described the tunnel fire, the tunnel fire resistant coating technology standards. Today there are many ways to protect the tunnel in the

fire .Fire resistant coating is the best choice. The paper described the general components of the tunnel fire resistant coating and concrete raw materials. Especially

describes the formula and characteristics of the existing coatings used in tunnel, which is belong to the inorganic coating, intumescent fire resistant coating and the

complex, coating. Also it described the noise reduction applied in fire resistant coating. Finally, it discussed the forecast of the fire resistant and noise reduction

coating used in the tunnel.

Keywords: fire resistant；noise reduction；fire resistant coating；tunnel

1 研究背景

地下隧道包括公路隧道，铁路隧道，地铁隧道及城市其他交

通隧道等等。建筑学中把横截面积超过30m

2

的地下人工建造的通

道定义为隧道。据2010年报道，我国的铁路隧道已超过6875座，

总长度超过3700千米，为世界第一。全国公路隧道为6139处、

394.20万米

[1]

。

自由水和结合水脱出；水合氧化钙脱

热膨胀 水

200 ℃

水化硅酸盐胶体脱结晶水；铝酸三钙脱结

体积收缩 晶水

隧道火灾特点包括燃烧后周围温度升高快、持续时间长，着

火范围较大、消防扑救与进入困难。在火灾发生的短时间内，

[2]

隧道内着火现场的局部温度会迅速升至1000℃。在隧道结构中尽

管混凝土本身具有良好的抗热性，但当混凝土达到一定的温度时，

其强度开始下降。因为温度升高，水泥石和其集料等发生物理和

化学的变化，其体积发生了改变，如图1。

300 ℃

热膨胀

400 ℃

图1 水泥石随温度升高物理及化学变化图

Fig.1 The change of concrete with temperature rise

以及具有可燃性和腐蚀性的物质；既要具有良好的抗气流冲击能石块的主要成分碳酸钙在温度达到825 ℃就热解成氧化钙和

力，又要与四周混凝上墙基有良好结合二氧化碳。氧化钙的强度远远不及碳酸钙。美国国家标准和测试

[5]

。

协会(NIST)指出，高强混凝土(HSC)从450 ℃到600 ℃，抗压强度

2 隧道防火研究

损失从40 %到75 %。随着强度的逐步丧失，将会导致隧道等地

2.1 隧道防火涂料

下结构的坍塌

[3]

。

典型隧道防火材料如表一所示。每种措施各有其特点，从

[6]

由于隧道密不透风，声音在隧道内混响，噪声很强烈。列车

性价比和施工的方便性考虑，隧道防火涂料是隧道防火保护的最

在隧道内高速运行时，噪声主要由空气动力学噪声和交通运输系

[4]10

佳选择。目前在市场上出售的防火涂料的最大抗压强度是在

统产生的线路噪声两部分组成

。隧道噪音会引起隧道内通行的

兆帕。在混凝土中采用聚苯乙烯纤维以释放由高的热负荷引起

[7-8]

人员神经系统以及心血管系统的疾病，可能导致情绪暴躁、易怒，

的内部蒸汽压力。纤维在提供通道来释放由于高温下熔化而产生

隧道通风口两侧的居民更会在夜间难以成眠。相关隧道噪音扰民

的内压方面，还有连接内部孔洞方面是很有效的。添加了纤维，

的报道最近屡见不鲜。

使混凝土更具有渗透性，但其强度可能会降低。

[9]

隧道吸音材料应持久耐用，防水、阻燃，且使用寿命长，不

含石棉、矿物纤维等对人体皮肤有刺激性的纤维材料、聚苯乙烯

表1 典型隧道防火材料

Tab.1 Typical tunnel fire resistant coating

材料类型 原料 建造 施工方式

板材 硅酸钙面板 预先造好的面板 螺栓

轻质混凝土 轻质混凝土 粘附在表面 喷射

水泥 就地灌筑混凝土 现场浇注 与建筑物结合

聚苯乙烯纤维水泥 就地灌筑混凝土/纤维 现场浇注 与建筑物结合

水泥/添加剂 喷浆混凝土 喷射 喷射

水泥/添加剂/聚苯乙烯纤维 喷浆混凝土/纤维 喷射 喷射

矿物棉混于水泥基体 矿物棉 喷射 喷射

耐火水泥/陶瓷混合物 陶瓷难熔物 喷射 喷射

[收稿日期] 2012-10-11

[作者简介] 张秋吉(1987-)，女，吉林人，硕士研究生，主要研究方向为高分子材料。*为通讯作者：刘波(1956-)，男，教授，主要从事涂料和其它高分子材料研究。